ເທັກໂນໂລຢີເລເຊີເສັ້ນແຄບສ່ວນທີສອງ
ໃນປີ 1960, ເລເຊີ ruby ເຄື່ອງທຳອິດຂອງໂລກແມ່ນເລເຊີແບບ solid-state, ມີລັກສະນະໂດຍພະລັງງານຜົນຜະລິດສູງ ແລະ ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ກວ້າງກວ່າ. ໂຄງສ້າງພື້ນທີ່ທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເລເຊີແບບ solid-state ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍຂຶ້ນໃນການອອກແບບຜົນຜະລິດເສັ້ນແຄບ. ໃນປະຈຸບັນ, ວິທີການຫຼັກໆທີ່ນຳໃຊ້ລວມມີວິທີການ short cavity, ວິທີການ one-way ring cavity, ວິທີການ intracavity standard, ວິທີການ torsion pendulum mode cavity, ວິທີການ volume Bragg grating ແລະ ວິທີການສີດເມັດ.
ຮູບທີ 7 ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງຂອງເລເຊີສະຖານະແຂງແບບຕັ້ງຊື່ດ່ຽວທົ່ວໄປຫຼາຍອັນ.
ຮູບທີ 7(ກ) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວດ່ຽວໂດຍອີງໃສ່ມາດຕະຖານ FP ໃນຊ່ອງ, ນັ້ນຄື, ຄື້ນຄວາມຖີ່ສົ່ງຜ່ານຄວາມກວ້າງຂອງມາດຕະຖານແມ່ນໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມການສູນເສຍຮູບແບບຕາມລວງຍາວອື່ນໆ, ດັ່ງນັ້ນຮູບແບບຕາມລວງຍາວອື່ນໆຈະຖືກກັ່ນຕອງອອກໃນຂະບວນການແຂ່ງຂັນຮູບແບບເນື່ອງຈາກການສົ່ງຜ່ານທີ່ນ້ອຍ, ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸການປະຕິບັດງານຮູບແບບຕາມລວງຍາວດ່ຽວ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຜົນຜະລິດການປັບແຕ່ງຄວາມຍາວຄື້ນໃນລະດັບໃດໜຶ່ງສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການຄວບຄຸມມຸມ ແລະ ອຸນຫະພູມຂອງມາດຕະຖານ FP ແລະ ການປ່ຽນແປງໄລຍະຫ່າງຮູບແບບຕາມລວງຍາວ. ຮູບທີ 7(ຂ) ແລະ (ຄ) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕົວສັ່ນວົງແຫວນທີ່ບໍ່ຮາບພຽງ (NPRO) ແລະ ວິທີການຊ່ອງຮູບແບບລູກຕຸ້ມບິດທີ່ໃຊ້ເພື່ອຮັບຜົນຜະລິດຮູບແບບຕາມລວງຍາວດ່ຽວ. ຫຼັກການເຮັດວຽກແມ່ນເພື່ອເຮັດໃຫ້ລຳແສງແຜ່ລາມໄປໃນທິດທາງດຽວໃນຕົວສະທ້ອນ, ກຳຈັດການແຜ່ກະຈາຍທາງກວ້າງທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບຂອງຈຳນວນອະນຸພາກທີ່ປີ້ນກັບກັນໃນຊ່ອງຄື້ນຢືນທຳມະດາ, ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼີກລ່ຽງອິດທິພົນຂອງຜົນກະທົບຂອງການເຜົາໄໝ້ຮູທາງກວ້າງເພື່ອໃຫ້ບັນລຸຜົນຜະລິດຮູບແບບຕາມລວງຍາວດ່ຽວ. ຫຼັກການຂອງການເລືອກໂໝດຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ Bragg grating (VBG) ຂະໜາດໃຫຍ່ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບເລເຊີທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນເຄິ່ງຕົວນຳ ແລະ ເສັ້ນໄຍທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນໜ້ານີ້, ນັ້ນຄື, ໂດຍການໃຊ້ VBG ເປັນອົງປະກອບຕົວກອງ, ໂດຍອີງໃສ່ການເລືອກເຟັ້ນສະເປກຕຣຳທີ່ດີ ແລະ ການເລືອກມຸມທີ່ດີ, ຕົວສັ່ນຈະສັ່ນຢູ່ທີ່ຄວາມຍາວຄື້ນ ຫຼື ແຖບສະເພາະເພື່ອບັນລຸບົດບາດຂອງການເລືອກໂໝດຕາມລວງຍາວ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 7(d).
ໃນເວລາດຽວກັນ, ວິທີການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວຫຼາຍວິທີສາມາດລວມເຂົ້າກັນໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການເພື່ອປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ, ຫຼື ເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂອງການແຂ່ງຂັນຮູບແບບໂດຍການນຳສະເໜີການຫັນປ່ຽນຄວາມຖີ່ທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນ ແລະ ວິທີການອື່ນໆ, ແລະ ຂະຫຍາຍຄວາມຍາວຄື້ນຜົນຜະລິດຂອງເລເຊີໃນຂະນະທີ່ເຮັດວຽກໃນຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນແຄບ, ເຊິ່ງຍາກທີ່ຈະເຮັດໄດ້ສຳລັບເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳແລະເລເຊີເສັ້ນໄຍ.
(4) ເລເຊີ Brillouin
ເລເຊີ Brillouin ແມ່ນອີງໃສ່ຜົນກະທົບຂອງການກະແຈກກະຈາຍ Brillouin (SBS) ທີ່ຖືກກະຕຸ້ນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ເຕັກໂນໂລຢີຜົນຜະລິດທີ່ມີສຽງລົບກວນຕ່ຳ, ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນແຄບ, ຫຼັກການຂອງມັນແມ່ນຜ່ານໂຟຕອນ ແລະ ການພົວພັນລະຫວ່າງພາກສະໜາມສຽງພາຍໃນເພື່ອສ້າງການປ່ຽນຄວາມຖີ່ທີ່ແນ່ນອນຂອງໂຟຕອນ Stokes, ແລະ ຖືກຂະຫຍາຍຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງພາຍໃນແບນວິດການເພີ່ມ.
ຮູບທີ 8 ສະແດງແຜນວາດລະດັບຂອງການປ່ຽນ SBS ແລະໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງເລເຊີ Brillouin.
ເນື່ອງຈາກຄວາມຖີ່ຂອງການສັ່ນສະເທືອນຕ່ຳຂອງສະໜາມສຽງ, ການປ່ຽນຄວາມຖີ່ Brillouin ຂອງວັດສະດຸມັກຈະມີພຽງ 0.1-2 cm-1, ສະນັ້ນດ້ວຍເລເຊີ 1064 nm ເປັນແສງປັ໊ມ, ຄວາມຍາວຄື້ນ Stokes ທີ່ສ້າງຂຶ້ນມັກຈະມີພຽງປະມານ 1064.01 nm, ແຕ່ນີ້ຍັງໝາຍຄວາມວ່າປະສິດທິພາບການປ່ຽນແປງ quantum ຂອງມັນສູງຫຼາຍ (ສູງເຖິງ 99.99% ໃນທິດສະດີ). ນອກຈາກນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ gain Brillouin ຂອງຕົວກາງມັກຈະເປັນພຽງ MHZ-ghz (ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ gain Brillouin ຂອງຕົວກາງແຂງບາງຊະນິດແມ່ນພຽງແຕ່ປະມານ 10 MHz), ມັນໜ້ອຍກວ່າຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ gain ຂອງສານເຮັດວຽກເລເຊີປະມານ 100 GHz, ດັ່ງນັ້ນ, Stokes ທີ່ຖືກກະຕຸ້ນໃນເລເຊີ Brillouin ສາມາດສະແດງໃຫ້ເຫັນປະກົດການແຄບລົງຂອງ spectrum ທີ່ຊັດເຈນຫຼັງຈາກການຂະຫຍາຍຫຼາຍຄັ້ງໃນຊ່ອງ, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນຜົນຜະລິດຂອງມັນແຄບລົງຫຼາຍລຳດັບຂອງຂະໜາດກ່ວາຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນປັ໊ມ. ໃນປະຈຸບັນ, ເລເຊີ Brillouin ໄດ້ກາຍເປັນຈຸດສຳຄັນໃນການຄົ້ນຄວ້າໃນຂົງເຂດໂຟໂຕນິກ, ແລະມີບົດລາຍງານຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບລຳດັບ Hz ແລະ sub-Hz ຂອງຜົນຜະລິດຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນທີ່ແຄບຫຼາຍ.
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ອຸປະກອນ Brillouin ທີ່ມີໂຄງສ້າງຄື້ນນຳທາງໄດ້ເກີດຂຶ້ນໃນຂົງເຂດໂຟໂຕນິກໄມໂຄເວຟ, ແລະ ກຳລັງພັດທະນາຢ່າງໄວວາໃນທິດທາງຂອງການຫຍໍ້ລົງ, ການເຊື່ອມໂຍງທີ່ສູງ ແລະ ຄວາມລະອຽດທີ່ສູງຂຶ້ນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເລເຊີ Brillouin ທີ່ແລ່ນໃນອະວະກາດໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸຜລຶກໃໝ່ເຊັ່ນ: ເພັດ ຍັງໄດ້ເຂົ້າສູ່ວິໄສທັດຂອງຄົນໃນສອງປີທີ່ຜ່ານມາ, ຄວາມກ້າວໜ້າດ້ານນະວັດຕະກຳຂອງມັນໃນພະລັງຂອງໂຄງສ້າງຄື້ນນຳທາງ ແລະ ຄໍຂວດ SBS ແບບ cascade, ພະລັງຂອງເລເຊີ Brillouin ເຖິງ 10 W, ວາງພື້ນຖານສຳລັບການຂະຫຍາຍການນຳໃຊ້ຂອງມັນ.
ຈຸດຕໍ່ທົ່ວໄປ
ດ້ວຍການຄົ້ນຄວ້າຄວາມຮູ້ທີ່ທັນສະໄໝຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເລເຊີເສັ້ນແຄບໄດ້ກາຍເປັນເຄື່ອງມືທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ໃນການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດດ້ວຍປະສິດທິພາບທີ່ດີເລີດຂອງມັນ, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງວັດແທກຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງເລເຊີ LIGO ສຳລັບການກວດຈັບຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ, ເຊິ່ງໃຊ້ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນແຄບຄວາມຖີ່ດຽວ.ເລເຊີມີຄວາມຍາວຄື່ນ 1064 nm ເປັນແຫຼ່ງກຳເນີດ, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນແສງຂອງເມັດພັນແມ່ນຢູ່ໃນລະຫວ່າງ 5 kHz. ນອກຈາກນັ້ນ, ເລເຊີຄວາມກວ້າງແຄບທີ່ມີຄວາມຍາວຄື່ນທີ່ສາມາດປັບໄດ້ ແລະ ບໍ່ມີການກະໂດດໂໝດຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງການນຳໃຊ້ທີ່ດີເລີດ, ໂດຍສະເພາະໃນການສື່ສານທີ່ສອດຄ່ອງກັນ, ເຊິ່ງສາມາດຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການແບ່ງຄວາມຍາວຄື່ນ (WDM) ຫຼື ການແບ່ງຄວາມຖີ່ຄື່ນ (FDM) ຢ່າງສົມບູນແບບສຳລັບຄວາມສາມາດໃນການປັບຄວາມຍາວຄື່ນ (ຫຼື ຄວາມຖີ່), ແລະ ຄາດວ່າຈະກາຍເປັນອຸປະກອນຫຼັກຂອງເຕັກໂນໂລຊີການສື່ສານມືຖືລຸ້ນຕໍ່ໄປ.
ໃນອະນາຄົດ, ນະວັດຕະກໍາຂອງວັດສະດຸເລເຊີ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີການປະມວນຜົນຈະສົ່ງເສີມການບີບອັດຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນເລເຊີ, ການປັບປຸງສະຖຽນລະພາບຄວາມຖີ່, ການຂະຫຍາຍຂອບເຂດຄວາມຍາວຄື່ນ ແລະ ການປັບປຸງພະລັງງານ, ປູທາງໃຫ້ແກ່ການສຳຫຼວດໂລກທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກຂອງມະນຸດ.
ເວລາໂພສ: ວັນທີ 29 ພະຈິກ 2023